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ASSOCIAÇÃO CARUARUENSE DO ENSINO SUPERIOR E TÉCNICO - ASCES
BACHARELADO EM ENGENHARIA AMBIENTAL
RICARDO TENÓRIO DOS SANTOS
PRODUÇÃO DE ETANOL A PARTIR DE FRUTAS JOGADAS NO LIXO DA
CENTRAL DE ABASTECIMENTO DE CARUARU (CEACA)
CARUARU/PE
2016
1
RICARDO TENÓRIO DOS SANTOS
PRODUÇÃO DE ETANOL A PARTIR DE FRUTAS JOGADAS NO LIXO DA
CENTRAL DE ABASTECIMENTO DE CARUARU (CEACA)
Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado à
FACULDADE ASCES, como requisito parcial para a
obtenção de Grau de Bacharela em Engenharia
Ambiental sob orientação do Professor Dsc.
Henrique John Pereira Neves.
CARUARU/PE
2016
2
BANCA EXAMINADORA
Aprovado em: ___/___/______
______________________________________
Orientador: Prof. Dsc. Henrique John Pereira Neves
______________________________________
Primeiro Avaliador: Prof. Msc. Maria Monize de Morais
______________________________________
Segundo Avaliador: Prof. Msc. Deivid Sousa Figueiroa
3
Com carinho,
À minha mãe, Suzana Andréa Tenório dos
Santos, ao meu pai, Josivan Maciel dos
Santos por tudo o que fizeram e
representam em minha vida.
4
AGRADECIMENTOS
À Deus primeiramente, por tudo de bom que acontece e que eu conquistei na
minha vida.
A meu pai, Josivan Maciel dos Santos, minha mãe, Suzana Andreia Tenório
dos Santos e meu irmão, Rodrigo Tenório dos Santos por sempre ter acreditado na
minha capacidade e por todos os esforços para que eu chegasse aqui. Amo muito
vocês.
A meu amigo, Heron dos Santos Barbosa, por ter me ajudado no projeto, por
sonharmos os mesmo sonhos, por me incentivar a fazer o que é certo e por todas as
vezes que fizemos tudo juntos.
Aos meus amigos de classe pela união que tivemos em todos os momentos.
A toda minha família por todos os votos de confiança e admiração.
Ao professor, Luiz Pimentel que me acompanhou sempre e por ter me
aceitado em Paulo Afonso. Foi muito importante à semana tendo aula com você
sobre etanol, foi fundamental para o meu projeto, obrigado pela força.
Ao meu orientador Henrique John, por ter me aceitado, ter confiado e ter
acreditado na minha capacidade. Obrigado por todas as dicas e por todos os novos
planos que o senhor colocou na minha vida, você é essencial pra minha formação.
5
“Nunca deixe que digam que não vale a pena acreditar nos sonhos que se tem, ou que seus planos nunca vão dar certo, ou que você nunca vai ser alguém.”
Renato Russo.
6
LISTA DE TABELA
Tabela 1: Informações Nutricionais do Mamão ............................................................................. 16
Tabela 2: Informações Nutricionais da Manga .............................................................................. 17
Tabela 3: Informações Nutricionais da Maçã ................................................................................. 18
Tabela 4: Fermentador com Composições de Mosto ................................................................... 21
Tabela 5: Densidade de álcool produzido ...................................................................................... 25
Tabela 6: Rendimento de Álcool obtido .......................................................................................... 26
7
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Montagem do destilador ................................................................................................... 22
Figura 2: Mosto fermentativo 1º DIA ............................................................................................... 23
Figura 3: Processo de destilação do álcool .................................................................................... 24
Figura 4: Curva de Calibração da Massa Específica do Álcool .................................................. 25
8
RESUMO
O etanol é produzido desde os tempos antigos através da fermentação dos açucares. Atualmente no Brasil a maior fonte de produção é a cana de açúcar, que faz com que o seja um dos maiores produtores. É o principal biocombustível empregado no mundo, correspondendo a 10% da energia mundial. Diante do exposto o presente trabalho teve como objetivo produzir etanol a partir de frutas, manga, mamão e maçã, estragadas e jogadas no lixo da CEACA, explicar os processos produtivos do álcool e passar informações sobre as frutas utilizadas para a produção. O experimento foi realizado nos laboratórios da Faculdade ASSOCIAÇÃO CARUARUENSE DO ENSINO SUPERIOR E TÉCNICO- ASCES, através de estudo experimental prospectivo que avaliou as amostras de álcool analisando qualitativamente a identificação do álcool pela densidade e volume de álcool produzido. Os resultados obtidos revelaram que as frutas utilizadas puderam produzir álcool a partir dos açúcares fermentescíveis, obtendo-se álcool em todos os processos experimentais, variando o percentual do teor de álcool de 27% a 72% de acordo com as condições experimentais, apesar de a eficiência ter sido comprometida por causa do equipamento, as análises realizadas apresentaram resultados satisfatórios. Sendo assim, as frutas (manga, mamão e maça) apresentaram-se como fontes alternativas de produção de biocombustível, fonte de energia, podendo produzir álcool, com a consequente diminuição do desperdício de resíduos.
Palavras-chave: produção de álcool com frutas, processo fermentativo, fonte
alternativa de energia.
9
ABSTRACT
Ethanol is produced from ancient times through the fermentation of sugars. Currently in Brazil the largest source of production is sugar cane, which causes is one of the largest producers. It is the main biofuel used in the world, accounting for 10% of world energy. Given the above the present study aimed to produce ethanol from fruits, mango, papaya and apple, spoiled and thrown away the CEAC, explain the processes of alcohol and pass information on fruit used for production. The experiment was conducted in the laboratories of the Faculty CARUARUENSE ASSOCIATION OF HIGHER EDUCATION AND technical ASCES through prospective experimental study that evaluated the samples of alcohol qualitatively analyzing identify alcohol by volume and density of alcohol produced. The results showed that the fruit used could produce ethanol from fermentable sugars to yield ethanol in all experimental procedures, varying the percentage of 27% alcohol content to 72% according to the experimental conditions, although the efficiency have been compromised because of the equipment, the analyzes performed showed satisfactory results. Thus, fruits (mango, papaya and apple) were presented as alternative sources of biofuel production, energy source and can produce alcohol, with the consequent reduction of waste waste. Keywords: alcohol production with fruits, fermentation, alternative energy source.
10
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 11
2. REVISÃO DA LITERATURA ............................................................................................ 12
2.1 Álcool ............................................................................................................................ 12
2.2 Processos Produtivos do Álcool ............................................................................... 13
2.2.1 Hidrólise da Biomassa ............................................................................................ 13
2.2.2 Processo Fermentativo ........................................................................................... 14
2.2.3 Destilação ................................................................................................................. 15
2.3 Frutas Fornecidas na CEACA .................................................................................... 16
2.4 Mamão, Manga, Maçã .................................................................................................. 16
2.4.1 Mamão ....................................................................................................................... 16
3. MATERIAIS E MÉTODOS ................................................................................................ 20
3.1. Delineamento do Estudo ............................................................................................ 20
3.2. Montagem do Destilador ............................................................................................ 20
3.3. Preparação do Mosto Fermentativo .......................................................................... 20
3.4. Destilação ..................................................................................................................... 21
3.5. Análise do Álcool ........................................................................................................ 21
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ....................................................................................... 22
4.1. Montagem do Destilador ............................................................................................ 22
4.2. Preparação do Mosto .................................................................................................. 23
4.3. Destilação ..................................................................................................................... 24
4.4. Análise do Álcool ........................................................................................................ 25
4.4.1. Densidade ................................................................................................................. 25
4.4.2. Rendimento .............................................................................................................. 26
5. CONCLUSÃO ................................................................................................................... 27
REFERÊNCIAS ........................................................................................................................ 28
11
1. INTRODUÇÃO
O etanol, também denominado álcool etílico (C2H5OH) é produzido desde os
tempos antigos pela fermentação dos açúcares encontrados em produtos vegetais.
Ainda hoje, grande parte do etanol industrial é obtida pelo mesmo processo, embora
também possa ser produzido a partir de eteno, derivado do petróleo (BASTOS,
2007).
O uso do bioetanol tem suscitado grande interesse devido à alta dos preços e
aos problemas ambientais causados pelos combustíveis fósseis. Trata-se de um
produto renovável com características combustíveis, que contribui para a redução do
efeito estufa e diminui substancialmente a poluição do ar, minimizando os seus
impactos na saúde pública. Atualmente, este é o principal biocombustível
empregado mundialmente, correspondendo por 10% da energia mundial. No
entanto, estimativas indicam que a utilização mundial do mesmo será de 27% em
2050 (IEA, 2008).
Devido a sua grande extensão territorial é possível encontrar no Brasil áreas com
diferentes climas e ecossistemas, que vão desde o semi-árido até climas
temperados, por isso possibilita a produção de uma vasta variedade de frutas. O
Brasil tem um apelo em ascensão no mercado internacional de frutas, que
caracteriza o selo “Brazilian Fruit”, que vem sendo cada vez mais utilizado em
campanhas nos mercados internacionais, mais ainda há muito que crescer em termo
de exportação de frutas (BRAZILIAN FRUIT, 2008).
Segundo Goulart (2008), os índices de desperdício de alimentos no Brasil, um
país com média de 46 milhões de famintos, batem recordes mundiais. Estudo
realizado pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), no centro
de agroindústria de alimentos, mostra que o brasileiro joga fora mais do que aquilo
que consome, por exemplo, em hortaliças o total anual de desperdício é de 37 quilos
por habitante.
O objetivo do presente trabalho é produzir etanol a partir de frutas: manga,
mamão e maçã, estragadas e jogadas no lixo da CEACA, apresentando o processo
produtivo de obtenção do álcool com base nas frutas utilizadas.
12
2. REVISÃO DA LITERATURA
2.1 Álcool
O etanol, também conhecido como álcool etílico (C2H6O), é produzido desde
os tempos antigos pela fermentação de açúcares presentes em produtos vegetais,
tais como cereais, beterraba, batata e cana, sendo a fabricação de bebidas
alcoólicas, na verdade, tão antiga quanto à civilização humana. A produção de
etanol puro começou no século XII, juntamente com melhorias na “arte da
destilação”. Durante a Idade Média, o álcool foi usado principalmente para a
elaboração de medicamentos e para a fabricação de pigmentos (ROEHR, 2001).
No início do século XX, tornou-se conhecido o potencial do álcool para ser
utilizado como combustível para diferentes motores de combustão, especialmente
em automóveis, o que levou ao desenvolvimento de vários métodos para produção
de etanol em larga escala. Os primeiros protótipos de motores de combustão
interna, construídos no século XIX por Samuel Morey em 1826 e Otto Nicholas em
1876, eram capazes de usar o etanol como combustível. O primeiro carro produzido
por Henry Ford, em 1896, poderia usar etanol puro como combustível e, em 1908, o
Ford Modelo T, o primeiro carro fabricado em série, era um veículo flexível, que
poderia ser ajustado para usar o etanol como combustível da mesma forma que a
gasolina ou qualquer mistura dos dois (SOLOMON et al., 2007).
O etanol é um combustível líquido derivado, principalmente, de biomassa
renovável. Contudo, apresenta algumas diferenças importantes em relação aos
combustíveis derivados de petróleo (BNDES, 2008). A principal delas é o elevado
teor de oxigênio, que constitui cerca de 35% em massa do etanol. As características
do etanol possibilitam uma combustão mais limpa e um melhor desempenho dos
motores, atuando como aditivo capaz de melhorar a qualidade antidetonante da
gasolina (maior octanagem) e reduzir as emissões de poluentes, substituindo
aditivos promotores de octanagem que possuem restrição ambiental, como o
chumbo tetraetila e o MTBE, que vêm tendo seu uso banido em muitos países
(BNDES, 2008).
O etanol pode ser utilizado como combustível em motores de combustão
interna com ignição por centelha (ciclo Otto) de duas formas: anidro, em mistura com
a gasolina; ou hidratado, comercializado via bombas específicas nos postos de
13
abastecimento, em veículos movidos exclusivamente a etanol e em veículos
bicombustível, também conhecidos como flex fuel (BNDES, 2008). Segundo a
legislação brasileira, considerando teores em volume a 20°C, o etanol anidro deve
conter menos de 0,48 % de água, enquanto, para o etanol hidratado, esse teor deve
estar entre 4,02 % e 4,87 % (BNDES, 2008).
O uso do etanol hidratado não apenas em carros movidos exclusivamente a
álcool, mas também em veículos flex fuel, gerou um aumento significativo no
consumo deste combustível. No Brasil, os veículos flex fuel aceitam uma mistura em
qualquer proporção entre gasolina C (etanol anidro misturado à gasolina) e etanol
hidratado. Nos Estados Unidos, veículos especialmente projetados utilizam um
combustível misturado E85, com até 85 % em volume de etanol anidro e, pelo
menos, 15 % de gasolina, para garantir a partida a frio do carro (SZKLO, 2007).
O etanol, nos dias de hoje, é o principal biocombustível utilizado no mundo e o
seu uso é cada vez mais difundido, com perspectivas de expansão da produção e do
consumo de etanol em todo o mundo (BASTOS, 2007).
O Brasil ocupa posição destacada na produção mundial de etanol, muito devido
à sua tradição na cultura de cana-de-açúcar. A cana é uma das principais culturas
34 mundiais, cultivada em mais de cem países, principalmente nas nações em
desenvolvimento, embora cerca de três quartos da produção mundial esteja
concentrada em oito países. (BASTOS, 2007).
2.2 Processos Produtivos do Álcool
2.2.1 Hidrólise da Biomassa
Existem basicamente três técnicas para a obtenção de açúcares
fermentescíveis provenientes de materiais lignocelulósicos: hidrólise com a com
ácido concentrado, hidrólise com ácidos diluídos e hidrólise enzimática. Na hidrólise
com ácido concentrado, a hemicelulose e celulose presentes na biomassa são
quebradas usando soluções aquosas de ácidos minerais fortes, tais como ácido
sulfúrico, clorídrico ou fosfórico, em baixas temperaturas (<100°C). A principal
desvantagem dessa técnica é que requer equipamentos altamente resistentes a
corrosão, aumentando assim o custo do produto final. Tipicamente, a fração de
hemicelulose é hidrolisada mais rapidamente que a fração da celulose, e os
14
monossacarídeos liberados da hemicelulose são expostos no meio reacional por
muito tempo, o que leva a degradação e a perda desses açúcares. A recuperação
do ácido usado no processo é essencial por razões econômicas e devido a
problemas ambientais (SZENGYEL, 2000).
No processo com ácido diluído, partes da hemicelulose e da celulose são
hidrolisadas separadamente. A hemicelulose hidrolisada pode ser removida após o
primeiro passo da hidrólise. Desta forma, as condições de hidrólise tanto para a
hemicelulose quanto para a celulose podem ser otimizadas. Porem, devido às altas
temperaturas aplicadas no segundo passo (aproximadamente 200°C), uma
quantidade considerável de açúcares e lignina solúvel é degradada, levando a uma
inibição durante o processo de fermentação (CLARK e MACKEI, 1984; WYMAN,
1994; LARSSON et al., 1998).
No processo enzimático, a biomassa lignocelulósica é primeiramente pré-
tratada para aumentar a acessibilidade ao ataque enzimático. Durante o pré-
tratamento, a hemicelulose é hidrolisada em um processo similar ao primeiro passo
da hidrólise com ácido diluído. No segundo passo, a hidrólise propriamente dita, a
celulose é quebrada pela ação de enzimas celulares. Devido a condições mais
suaves aplicadas durante o processo, uma menor quantidade de subprodutos é
liberada, resultando em um alto rendimento de açúcares fermentescíveis. Porém,
para atingir uma alta conversão da celulose é necessário altas concentrações da
enzima o que aumenta o custo de produção (EKLUND et al., 1990).
2.2.2 Processo Fermentativo
A fermentação alcoólica ocorre no interior de microrganismos capazes de
converter açúcares assimiláveis (substrato oxidado) em etanol (substrato reduzido),
através de uma série de reações bioquímicas, reguladas enzimaticamente.
Historicamente, os microrganismos mais comumente utilizados na fermentação
alcoólica têm sido as leveduras do gênero Saccharomyces e, dentre essas,
Saccharomyces cerevisiae a principal espécie. Leveduras do gênero
Saccharomyces também são consideradas como GRAS (generally recognized as
safe), podendo ser usadas como aditivo em alimentos para consumo humano e,
portanto, ideal para a produção de bebidas alcoólicas e fermento de pão. Entre os
açúcares fermentescíveis pelas leveduras estão os monossacarídeos glicose,
15
frutose, manose e galactose, bem como os dissacarídeos maltose e sacarose e os
trissacarídeos rafinose e maltotriose (dependendo da cepa). Polissacarídeos como
amido e celulose não são metabolizados por leveduras (RUSSELL, 2003).
Entretanto, com o uso de ferramentas de biologia molecular, faz-se possível a
construção de linhagens de Saccharomyces cerevisiae capazes de crescer com o
amido como principal fonte de carbono, através da introdução de genes de amilases.
Diversas linhagens recombinantes de Saccharomyces para a produção de etanol
foram estudadas e desenvolvidas (ASHIKARI et al., 1986; MORAES et al., 1995;
SHIGECHI et al., 2004; CHENG et al., 2011).
Os trabalhos visam construir cepas de leveduras capazes de degradar e
hidrolisar o amido e, para tal, buscam inserir genes para produzir enzimas
amilolíticas, como α-amilase e glucoamilase. A principal via metabólica envolvida na
produção do etanol em leveduras é a via glicolítica (Embden-Meyerhof): uma
sequência de reações catalisadas por enzimas, em que para cada molécula de
glicose metabolizada, duas moléculas de piruvato são produzidas no citoplasma da
célula (BAI et al., 2008).
2.2.3 Destilação
O processo de destilação tem por objetivo a separação de componentes de
uma fase líquida através de sua vaporização parcial. Estes vapores oriundos da
vaporização são ricos de componentes mais voláteis do que o líquido, o que permite
a separação (GOMIDE, 1988).
As colunas de destilação são os mais importantes equipamentos para a
separação de uma mistura de líquidos miscíveis em seus componentes na indústria
química e petroquímica. Esta separação é realizada aproveitando-se o fato de os
elementos constituintes da mistura terem diferentes temperaturas de ebulição. Assim
através do fornecimento de calor à mistura consegue-se preferencialmente vaporizar
as substâncias mais voláteis, que são condensadas no topo da coluna, enquanto as
menos voláteis tendem a permanecer na fase líquida do fundo da coluna (CAMPOS;
TEIXEIRA, 2006).
16
2.3 Frutas Fornecidas na CEACA
Diariamente são retirados dois caminhões compactadores de lixo com
capacidade de 10 a 12 toneladas de lixo, por dia da CEACA, ou seja, de 20 a 24
toneladas de lixo por dia. Deste total, aproximadamente 90 % é constituído de frutas
e verduras que são descartados, correspondendo à aproximadamente 18 a 22
toneladas/dia, e desta quantidade, 65% é constituída de frutas, mais
especificamente, mamão, manga, maçã, uva e laranja, representando de 11 a 14
toneladas de frutas descartadas no lixo por dia, funcionando de segunda a sábado
(CARUARU, 2015). As frutas (Mamão, Manga e Maçã) foram escolhidas por terem o
teor ideal de sacarose (com isto não houve necessidade de nenhum acréscimo), por
serem desperdiçadas em grande abundância e por existirem o ano inteiro, deixando
assim um mais fácil acesso a matéria prima.
2.4 Mamão, Manga, Maçã
2.4.1 Mamão
A produção agrícola destinada à alimentação e produção de biocombustível
deve crescer aproximadamente 70% (FAO, 2009b) e, no caso da fruticultura, o Brasil
tem se destacado como importante produtor, consumidor e exportador de frutas
tropicais, expandindo o agronegócio e buscando adequação ao mercado consumidor
(SILVEIRA et al, 2005). Uma das importantes culturas de comercialização para o
Brasil é o mamão, do qual o país é o principal produtor mundial com cerca de
1.898.000 t de frutos no ano de 2009 (FAO, 2009c).
A Tabela 1 abaixo apresenta informações nutricionais sobre o mamão,
importantes para saber se há possibilidade de utilização da mesma para produção
de álcool.
Tabela 1: Informações Nutricionais do Mamão
Mamão papaia.
Quantidade 100 gramas
Água (%) 86
17
Calorias 46,43
Proteína (g) 0,71
Gordura (g) Traços
Ácido Graxo Saturado (g) 0,07
Ácido Graxo Monoinsaturado (g) 0,07
Ácido Graxo Poliinsaturado (g) Traços
Colesterol (mg) 0
Carboidrato (g) 12,14
Cálcio (mg) 25
Fósforo (mg) 8,57
Ferro (mg) 0,21
Potássio (mg) 176,43
Sódio (mg) 6,43
Vitamina A (UI) 285,71
Vitamina A (Retinol Equivalente) 28,57
Tiamina (mg) 0,03
Riboflavina (mg) 0,03
Niacina (mg) 0,36
Ácido Ascórbico (mg) 65,71
2.4.2. Manga
O cultivo da manga no Brasil ocupa área ao redor de 80 mil hectares
(AGRIANUAL, 2009). A produção brasileira no ano de 2008 foi de 1.272.184
toneladas, exportando 40.876 toneladas (FAO, 2009).
É uma fruta de aroma e cor muito agradáveis que faz parte do elenco das
frutas tropicais de importância econômica, não apenas pela aparência exótica,
mas também por ser fonte de carotenoides, minerais e carboidratos (FARAONI,
2006).
Informações Nutricionais da Manga, conforme Tabela 2 abaixo:
Tabela 2: Informações Nutricionais da Manga
Manga sem casca e sem caroço.
Quantidade 100 gramas
Água (%) 82
18
Calorias 65,22
Proteína (g) 0,48
Gordura (g) 0,48
Ácido Graxo Saturado (g) 0,05
Ácido Graxo Monoinsaturado (g) 0,1
Ácido Graxo Poliinsaturado (g) 0,05
Colesterol (mg) 0
Carboidrato (g) 16,91
Cálcio (mg) 10,14
Fósforo (mg) 11,11
Ferro (mg) 0,14
Potássio (mg) 156,04
Sódio (mg) 1,93
Vitamina A (UI) 3893,72
Vitamina A (Retinol Equivalente) 389,37
Tiamina (mg) 0,06
Riboflavina (mg) 0,06
Niacina (mg) 0,58
Ácido Ascórbico (mg) 27,53
2.4.3. Maçã
O Brasil produziu, em 2011, último dado consolidado pelo IBGE, 1,3 milhão
de toneladas de maçãs, o que o classifica como 9º (nono) maior produtor mundial. O
valor da produção de maçãs foi calculado pelo Instituto Brasileiro de Geografia e
Estatística (IBGE) em R$ 851,7 milhões. A produção brasileira ocupa 38 mil
hectares, 96% desses pomares estão em Santa Catarina (18 mil ha) e Rio Grande
do Sul (17 mil ha), segundo IBGE.
Informações Nutricionais da Maçã, conforme Tabela 3 abaixo:
Tabela 3: Informações Nutricionais da Maçã
Maçã sem pele, sem semente.
Quantidade 100 gramas
Água (%) 84
Calorias 57,97
Proteína (g) Traços
19
Gordura (g) Traços
Ácido Graxo Saturado (g) 0,07
Ácido Graxo Monoinsaturado (g) Traços
Ácido Graxo Poliinsaturado (g) 0,07
Colesterol (mg) 0
Carboidrato (g) 15,22
Cálcio (mg) 7,25
Fósforo (mg) 7,25
Ferro (mg) 0,14
Potássio (mg) 115,22
Sódio (mg) Traços
Vitamina A (UI) 50,72
Vitamina A (Retinol Equivalente) 5,07
Tiamina (mg) 0,01
Riboflavina (mg) 0,01
Niacina (mg) 0,07
Ácido Ascórbico (mg) 5,8
20
3. MATERIAIS E MÉTODOS
3.1. Delineamento do Estudo
A pesquisa foi desenvolvida no município de Caruaru-PE, nos laboratórios
da Faculdade ASSOCIAÇÃO CARUARUENSE DE ENSINO SUPERIOR E
TÉCNICO – ASCES. Através de estudo experimental prospectivo que avaliou as
referidas amostras de álcool produzidas no período de 02/2016 a 05/2016.
3.2. Montagem do Destilador
O destilador foi montado utilizando-se duas colunas de separação
(Vigreux), sendo uma de 30 cm e outra de 70 cm, um condensador tipo serpentina
que foi utilizado como condensador, 02 suportes de metal, 01 manta de
aquecimento, mangueiras ligadas no condensador que foi utilizado para tal
finalidade e um balão de fundo redondo de 1 L contendo o mostro que deveria ser
destilado; este equipamento foi montado para realizar uma destilação fracionada.
3.3. Preparação do Mosto Fermentativo
No processo de preparação do mosto, foram utilizados 500 g de restos
(polpa) de frutas, mamão, maçã e manga, estragadas, batidas, trituradas em
liquidificador, em seguida foram acrescentadas 500 mL de água destilada e
novamente agitadas, misturadas, após esta preparação, foram acrescidas 10 g de
levedura e novamente misturadas ao mosto, houve a transferência deste material
para o béquer de 2000 mL, vedado com filme de PVC, deixado fermentando por 72
horas, de acordo com Tabela 4.
.
21
Tabela 4: Fermentador com Composições de Mosto
Fermentador 1
Mosto de Restos de Frutas 1 L
Sacarose Acrescida 0 mL
Levedura 10 g
Água destilada 500 mL
Polpa 500 g
3.4. Destilação
Após o período de fermentação do mosto, para que ocorresse o consumo da
sacarose e consequente produção de etanol, pegou-se todo o fermentado, colocou-
se 500mL do fermentado bruto em um balão de fundo redondo, colocando-o na
manta de aquecimento para realização da destilação, controlando-se a destilação
pela temperatura (entre 27°C e 35°C), verificando se no processo de destilação
estava ocorrendo a separação adequada do etanol produzido na fermentação.
3.5. Análise do Álcool
Para analisar o álcool produzido fez-se a construção da curva de massa
específica, como curva analítica do mesmo, tomando-se como referência álcool P.A.
a 96º, para em seguida se fazer a medicação da massa específica da amostra obtida
na destilação após processo fermentativo, para posterior cálculo da concentração de
álcool em solução.
22
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1. Montagem do Destilador
A seguir, mostra-se o resultado da montagem do sistema de destilação para
a realização dos experimentos como pode ser visto na Figura 2.
Figura 1: Montagem do destilador
Montou-se o equipamento com as vidrarias já citadas, onde foi feita um
processo de destilação.
23
4.2. Preparação do Mosto
A seguir, na Figura 2, mostra o mosto fermentativo no 1º dia de experimento,
após 24 horas, conforme processos descritos nos métodos do processo de
preparação do mosto.
Figura 2: Mosto fermentativo 1º DIA
A fermentação alcoólica é o processo de transformação de açúcares em
álcool etílico (etanol) e gás carbônico (CO2) pela ação de importantes organismos e
da levedura Saccharomyces cerevisia. Quimicamente é um processo de oxidação
anaeróbica parcial da glicose.
24
4.3. Destilação
A destilação é o processo de separação baseado no fenômeno de equilíbrio-
vapor de misturas, a Figura 3 mostra basicamente parte do processo de destilação
feito no experimento, o processo de destilação ocorreu na adição da solução ao
balão volumétrico, ligou-se a manta aquecedora, regulando-se sua temperatura.
Conforme o aquecimento, o líquido evaporou-se. Na evaporação, seguida da
condensação (transformação em líquido), o álcool separou-se da solução,
resultando apenas no álcool hidratado, conforme Figura 3.
Figura 3: Processo de destilação do álcool
Nesse processo utilizou-se o método de destilação fracionada, no qual houve
a separação de misturas homogêneas, do tipo líquido-líquido. Os líquidos foram
separados através de seus pontos de ebulição. Durante o aquecimento das
misturas, conforme citado, foi separado, primeiro o líquido de menor ponto de
ebulição, depois o liquido de ponto de ebulição intermediário e sucessivamente até o
líquido de ponto de ebulição maior.
25
4.4. Análise do Álcool
4.4.1. Densidade
Inicialmente fez-se uma curva analítica da massa específica do álcool P.A. a
96º, a qual pode ser verificada na Figura 4 abaixo e a partir da qual pode-se calcular
a concentração de álcool obtido na destilação.
Figura 4: Curva de Calibração da Massa Específica do Álcool
Para análise das 03 amostras do álcool produzido com os restos de frutas
fez-se a medição da densidade final, onde mediu-se a massa da solução alcoólica
em 10mL, calculando-se a densidade específica e concentração respectiva do
álcool, obteve-se os valores expostos na Tabela 5, com base na curva de calibração
acima.
Tabela 5: Densidade de álcool produzido
Solução Concentração ºG
1ª Produção 27
2ª Produção 55,6
26
3ª Produção 72
A partir destes resultados, pode-se verificar que a melhor produção foi a
terceira, em que se teve um álcool com teor de 72ºG, isso devido ao aumento da
coluna de separação com recheio, na intenção de dificultar mais a passagem do que
não interessava e obter somente o álcool hidratado.
4.4.2. Rendimento
Para saber o rendimento de álcool produzido, fez-se ao final de cada
processo produtivo a medição do volume final de álcool, comparando-se com o
volume inicial de mosto, que foi de 1 litro e multiplicando-se esta relação por 100,
para se obter o rendimento em termos percentuais, conforme apresentado na tabela
6 abaixo:
Tabela 6: Rendimento de Álcool obtido
Solução (L) Rendimento (%)
1ª Produção 12
2ª Produção 8
3ª Produção 3
Constatou-se que o rendimento em volume foi menor para o álcool que
teve maior teor alcoólico, bem como maior rendimento para o que teve menor teor,
mostrando que a conformação do equipamento, com coluna de separação maior
aumenta o teor mas reduz o rendimento, mostrando que o rendimento será
importante conforme o teor de álcool que se deseja, para combustível ou para
bebida.
27
5. CONCLUSÃO
Com o presente estudo, puderam-se realizar as seguintes conclusões:
É possível obter álcool etílico com as frutas (manga, mamão e
maçã);
Devido ao alto desperdício diário na CEACA, as frutas representam
uma opção de produção de biocombustível, não pretendendo com
isso substituir a cana de açúcar, mas complementando a produção
de álcool no país, assim como dando uma destinação alternativa e
melhor para estes resíduos sólidos;
Comparando a produção do álcool a partir das frutas com o álcool
produzido com o caldo de cana de açúcar, pelo sistema montado
neste experimento, pode-se verificar que em volume e teor alcoólico,
são produções proporcionais;
Verificou-se que na medida em que o volume de mosto produzido
aumenta o volume de álcool produzido também aumenta, contudo o
teor de álcool obtido nas destilações vai diminuindo;
Acredita-se que melhorando o sistema montado, a produção
melhoraria principalmente no que se refere ao percentual de álcool
em solução destilada.
28
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